Brązowe karły są jak nieudane gwiazdy. Badania pięciu obiektów mogą wyjaśnić ich tajemnice

Publikacja dostępna na łamach Astronomy&Astrophysics opisuje badania poświęcone pięciu obiektom, które mogą przybliżyć naukowców do lepszego zrozumienia istoty brązowych karłów.

Te są określane mianem nieudanych gwiazd, ponieważ ich masy są zbyt niskie do utworzenia gwiazd, ale jednocześnie zbyt wysokie, by można je było uznać za planety. Za nowymi badaniami w tej sprawie stoi międzynarodowy zespół. Jego działaniami zarządzali naukowcy z Uniwersytetu Genewskiego, Uniwersytetu w Bernie i Swiss National Centre of Competence in Research.

Czytaj też: Radioaktywny izotop mógł napędzać powstawanie Układu Słonecznego. Astronomowie szukają go w innych gwiazdach

Dzięki przeprowadzonym analizom, astronomowie zidentyfikowali pięć obiektów, których masy oscylowały wokół granicy oddzielającej gwiazdy od brązowych karłów. W ten sposób chcieli zrozumieć, jak dokładnie można odróżnić te dwie grupy.

Jak do tej pory opisano około 30 brązowych karłów

Skład planet takich jak Jowisz jest zaskakująco podobny do składu gwiazd, które również zawierają ogromne ilości helu i wodoru. Problem polega na tym, że Jowisz – choć jest prawdziwym gigantem w naszym układzie – w zestawieniu z gwiazdami jest mało imponującym obiektem. Gwiazdy z kolei, za sprawą swoich mas, mogą wytwarzać potężne oddziaływania grawitacyjne i prowadzić fuzję jądrową. To z kolei generuje ogromne ilości energii i światła.

Brązowe karły stoją w tym przypadku po przeciwnej stronie barykady. Mniej masywne, nie są w stanie prowadzić syntezy wodoru, choć spalają deuter, czyli stabilny izotop tego pierwiastka. W efekcie generują one pewne ilości światła, jednak przekłada się to na znacznie niższą jasność aniżeli w przypadku gwiazd. W teorii takie parametry wydają się łatwe do odróżnienia, lecz w praktyce granice pomiędzy pełnoprawnymi gwiazdami a tymi „nieudanymi” wydają się znacznie bardziej zatarte.

Brązowe karły są zbyt masywne na planety, ale zbyt mało masywne na gwiazdy

Jak przyznaje Nolan Grieves, jeden z autorów nowego badania, do tej pory udało się dokładnie scharakteryzować zaledwie 30 brązowych karłów. To niezbyt imponująca liczba, szczególnie jeśli wziąć pod uwagę ich rozmiary oraz grono skatalogowanych planet i planet pozasłonecznych. Przełom nastąpił dzięki teleskopowi TESS, który doprowadził do odnalezienia pięciu obiektów: TOI-148, TOI-587, TOI-681, TOI-746 oraz TOI-1213.

Czytaj też: Brązowe karły mogą dostarczyć informacji o egzoplanetach. Naukowcy badają ich atmosfery

Ich okresy orbitalne wynoszą od 5 do 27 dni, a promienie każdego z tych ciał niebieskich mają rozmiary od 0,81 do 1,66 promienia Jowisza. Jeśli natomiast chodzi o masy, to w tym przypadku rzeczone obiekty są prawdziwą wagą ciężką: mowa bowiem o wartościach od 77 do 98 razy większych od Jowisza. W teorii plasują się one niemal idealnie na granicy pomiędzy brązowymi karłami a gwiazdami, ale różnice są na tyle subtelne, że naukowcy nie mają pewności, czy nie zaobserwowali gwiazd o niskiej masie. W związku z tym konieczne wydają się dalsze badania.